Çapkirina 3D ya Nanoscale Nêzîkî Rastiyê ye

Çapkirina 3D ya nanopîvan şiyana çapkirina 3D tiştên ku bi nanometre têne pîvandin e. Wek nimûne, di 1,000,000 milimeter de 1 nanometre hene. Ji bo ku em mezinahî an kêmbûna wê çêtir fam bikin, divê em mezinahiya porê mirovek, ku bi pîvana 75,000-100,000 nanometre ye, referans bikin.

Vekolîna çapkirina 3D ya nano-pîvana

Vê mêvandarê pîvana mîkroskopî komek hilberên potansiyel ên astengker ên pîşesaziyê ye, ji çîpên piçûktir ên kompîturê û 1 pc panelên komputerê yên çapkirî bigire heya beşên metal ên nanopîvan ên ku rê li ber şiyana barkirin/dakêşana bilez a bataryayê didin.

Ev serkeftin dê hem karîgeriyê baştir bike û hem jî hilberîna beşên piçûk zêde bike.

Pîşesaziyên mîna mîkroelektronîk, nanorobotîk, û teknolojiyên senzorê ji şiyana afirandina li ser nano pîvanek wusa bêyî ku rastbûnê tawîz bidin sûd werdigirin. Di vê demê de zanîngehan li seranserê Amerîka li awayên cihêreng lêkolînê dikin ku bi pîvanek nano çap bikin di heman demê de ku rastbûna ku pîşesaziyên wan ên têkildar diparêzin.

Gelek ji van enstîtuyan balê dikişînin ser pêşkeftinên di teknolojiyên elektrîkê de dema ku yên din çavên xwe li ser rêbazên nano-çapkirinê ne ku reaksiyonên fotokîmyayî bikar tînin, tevî bêbandorkirina proteîn, glycans, an genan. 

Materyalên sentetîk û plastîkên çapkirî yên nano ji mêj ve ji şiyana çapkirina di vê astê de sûd werdigirin, tenê di van 2-3 salên paşîn de ye ku zanyar di çapkirina tiştên metalî yên bi vê mezinahiyê de pêşkeftinan çêkirine.

Di vê astê de çapkirina 3D ya metal rê dide zanyaran ku atomek bi atom kom bikin. 

Çareseriyên çapkirina 3D ya nanoscale 

Dmitry Momotenko Dr, ku koma lêkolînê ya ciwan li ser rê dike Enstîtuya Kîmyayê, bawer dike ku ev teknolojî dê rê bide tîmê wî ku bataryayên 3D çap bikin ku dikarin bi rêjeyên ji 1000x zêdetir ji teknolojiyên hevrikên heyî zûtir dakêşin û dakêşin. Çend gotinên wî ev in: "Ger ku îro were bidestxistin, EV'S dikare di nav hûrdeman de were barkirin".

Armanc ew e ku rêyên di navbera îyonan de di hucreya pîlê de bi rengek berbiçav kurt bikin. Çapkirina 3D ya Nanoscale dê bihêle ku tîmê wî ji nû ve vegere vê ramana 20-salî bi hêviya ku bikaribe strukturên hundurîn ên bataryayên 3D çap bike bi rengekî ku destûrê bide elektron ku di yekcarê de di tevahiya şaneyê re derbas bibin, li hemberê pêdivî ye ku ji yek şaneyê derbas bibin. aliyê şaneyê ber bi aliyê din ve.

Bi şiyana çapkirina durist strukturên metalî heya 25 mîkronan hem nanorobotîk (mîkroçîpên nanopîvan) û mîkroelektronîk bi heman awayî ji vê teknolojiyê sûd werdigirin.

Teknolojiyên çapkera 3D ya nanoscale 

Kîmyazan Liaisan Khasanova li Zanîngeha Oldenburg bi afirandina tîrêja nozê ya pispor a ku ji bo çapkirina di pîvana nanoyê de hewce ye tê peywirdarkirin. Bi boriyek camê ya silica ya asayî dest pê dike, lûleyek kapîlar a qalind 1 mm bi şilekek şîn tê danîn. Dema ku elektrîk tê sepandin reaksiyonek pêk tê û di encamê de dengek bilind çêdibe. Dûv re boriyek tê derxistin û qulikek têra xwe piçûk eşkere dike ku hewcedariyên wan bicîh bîne. "Tîra lazerê ya di hundurê cîhazê de lûlê germ dike û ji hev vediqetîne. Dûv re em ji nişka ve hêza tansiyonê zêde dikin da ku cam di navberê de bişike û tîrek pir tûj çêbibe." Khasanova rave dike, ku li ser doktoraya xwe dixebite. di kîmyayê de di Koma Nanoteknolojiyê ya Elektrokîmî de li ser Zanîngeha Oldenburg, Almanya.

Li zanîngehê Wechloy kampusê, laboratûar 3 çapkeran vedihewîne ku di hundurê malê de li gorî standardên wan ên rast têne çêkirin û bernamekirin. Di konseptê de mîna çapkerên 3D yên xerîdar ên îroyîn e, lê bi cûdahiyek piçûk - mezinahî.

Van çaperan balê dikişînin ser rastbûnê, bingehên granît ên mezin ên ku bi kef hatine pêçan bikar tînin da ku di kêmkirina vibrasyonên ku ji hêla pêvajoya çapkirinê ve hatine afirandin de bibin alîkar. Van gavan di kontrolkirina çapera 3D-ê de ku di pîvanên piçûk de di encamê de rastbûna bilindtir dibe alîkar. Çapkerên 3D yên metal-bingeha tozê yên kevneşopî tenê dikarin çareseriyên di asta mîkronê de ne, cûdahiyek mezinahiya 1000x.  

Jîngeha çaperê jî tê de tête hesibandin, tîmê ji ber midaxeleya elektromagnetîk roniyên di laboratûara xwe de girtine ber çavan. Ew roniyên bi battêrî bikar tînin da ku bibin alîkar da ku qada elektromagnetîk a ku ji hêla herikên guhêrbar ve hatî çêkirin veqetînin.

Nêrînek piçûk li nanostrukturên metal

Molekulên plastîk ên çapkirî yên bi pîvana nano bi hêsanî di şeklên avahîsaziyê de têne manîpule kirin ji ber kêmbûna hêz û toleransên germê yên kêmtir. Xwezaya nermî ya plastîkê jêhatîbûna plastîkê di şeklên piçûktir de pêşkêşî zanyaran dike. Vê hêsaniya karanînê di piraniya pêşkeftinên vê dawiyê yên teknolojiya çapkirinê de encam daye.

Di berhevdanê de, çapkirina 3D-ya nano pîvana metal hem ji germ û hem jî lixwekirinê re toleransên hişk û berxwedanek bilindtir hewce dike. Van çapkeran ji algorîtmayên çapkirinê yên safîkirî heya ji nû ve îcadkirina serişteyên çaperê hewcedarî pêşkeftinên vê dawiyê bûn da ku çapên piçûk ên rastîn çalak bikin. 

Heya nuha, tîmê dikare bi sifir, zîv, nîkel, nîkel-manganez, û aligirên nik-kobalt bixebite. Dr. Kovara Nanoteknolojiyê di sala 2021 de. Bi karanîna rêbazek ku ji hêla Dr. Çap bi leza çend nanometre di çirkeyê de yek qat şekil digire. 

Stûnên sifir ên nanopîvana 3D çap bikin. Krediya wêneyê ji bo Nameyên Nano.

Dem, tiştê bingeh e

Çapkirina tiştên spiral ên daîre ji pêşkeftinên hilanîn û hilberîna pîlê re baş dide. Ew nanostrukturan bi rengekî kontrol dike ku destûrê dide proton bi lez û bez di pîlê re derbas bibin. Ev dibe sedema zêdekirina rêjeyên barkirinê û rêjeyên dakêşanê yên bataryayê.

Ev ê sûdê bide pîşesaziyên ku bi hilanîna enerjiyê ve girêdayî ne, ji bataryayên EV-ê, heya xaniyên derveyî torê, an hewcedariyên hilanînê yên zeviyên servera daneyê ku ji ber têkçûna tora elektrîkê çu carî nekarin offline bibin.

Pêşî rîsk tê

Ji bo kêmkirina xetereyên ku bi hilberîna bataryayên lîtium-ion ve girêdayî ne, odeyên girtî yên pispor bi gazek argonê ya bêhêz a zexta erênî têne dagirtin. Mezinahiya ku çaperê di hawîrdorek bêhêz de mêvandar bike, jûreyek 10 ling dirêj e û giraniya wê nêzî 1000 lîre ye.

Dema ku pîlê bi tevahî kapasîteya wê were barkirin dê germahiya ku ji ber reaksiyona xwe ve hatî hilberandin çawa birêve bibe? “Ji aliyekê ve, em li ser kîmya ku ji bo hilberîna materyalên elektrodê çalak di asta nano de hewce dike dixebitin; ji aliyê din ve, em hewl didin ku teknolojiya çapkirinê li gorî van materyalan biguncînin." Momotenko dibêje Dr.

Piştre pêşveçûn tê

Li ser teknolojiyên heyî yên elektrîkê wan karîbûn vê rêbazê biguncînin (îyonên sifir ên barkirî yên erênî bi elektrodek barkirî ya neyînî di hundurê çareseriya xwê de). Ew derkirin tîpa ku tîmê pêşxistiye rê daye wan ku 3D çap bikin, li gorî çaperên 3D yên heyî yên ku bi mîkronan têne sînordar kirin.

Teknolojiya pîlê tenê yekem doza karanîna ye, Dr. Momotenko têgehên din ên wêrek di hişê xwe de hene. Ew plan dike ku vê teknolojiya çapkirinê bikar bîne da ku li qadeke ciwan a bi navê spintronics sermaye bike, ya ku şiyana manîpulekirina "spin" - taybetmendiyek mekanîkî ya quantum a elektronan - armanc dike.

Ew di heman demê de plan dike ku senzoran çêbike ku dikarin molekulên kesane tespît bikin. Ev dê di tesbîtkirina Alzheimer-ê de, ku ji ber mîqdarên xwe yên biyolojîk ên perçeyî navdar e, bibe alîkar. 

Tewra piştî pêşkeftina vê teknolojiyê, tîmê ji şiyana afirandina tiştên ku çavê mirov nikare bêyî arîkariyê bibîne, ditirse.